Guia Prático Em Papelão Ondulado

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1 Guia Prático Em Papelão Ondulado Página 1

2 ÌNDICE 1 Embalagem...01 Introdução Tipos de Embalagens Embalagens de Papelão Ondulado 2 O Papelão Ondulado...02 Matéria-Prima Tipos de ondas Chapa de papelão 3 Caixas de papelão ondulado...06 Tipos de caixas Tipos de acessórios 4 Dimensionamento...10 Compensações Dimensões Internas Caixas Normais Dimensões Internas Caixas Corte-Vinco 5 Desenvolvimento de nova embalagens...14 Resistência a compressão Cálculo de tara 6 Controle de Qualidade...16 Controle de papéis Controle de chapas Testes físicos 7 Produção de uma embalagem...21 Onduladeira Clichês Formas Corte e vinco Palletização 8 Acondicionamento,Manuseio e Estocagem...24 Tipos de Arranjos Estocagem 9 Fator de Segurança...27 Fatores de perda resistência de uma caixa papelão ondulado Como calcular o fator de segurança e a resistência da caixa Página 2

3 1.EMBALAGEM INTRODUÇÃO A embalagem por definição é o elemento que protege o produto durante sua movimentação, transporte e armazenagem, assegurando a integridade até o usuário final. Na natureza são encontrados vários tipos de embalagens; a quantidade de diferentes materiais, de inúmeros formatos e cores variadas que encontramos nas cascas de frutas, legumes e ovos, por exemplo, são em geral nada mais que uma embalagem com o propósito de conter, identificar, proteger e, sem dúvida, torná-lo atraente. O homem aprendeu a utilizar-se de embalagens com a natureza. Partindo de folhas, troncos de árvores, peles de animais, côcos, conchas, depois desenvolvendo processos industriais chegou aos sacos plásticos, caixas, garrafas, frascos etc. TIPOS DE EMBALAGENS Basicamente as embalagens são classificadas em três tipos : - Embalagens de consumo : São aquelas que tem a função principal de auxiliar na persuasão do cliente no ponto de venda do usuário final. Normalmente são embalagens com dizeres, figuras e cores atrativas desenvolvidas com este propósito. Em geral, não é o caso das embalagens de papelão ondulado. - Embalagens intermediárias : São embalagens utilizadas para unitização de volumes das embalagens de consumo. Filmes plásticos termo-encolhíveis são os mais utilizados neste tipo de embalagens. Nem sempre as embalagens intermediárias são ideais para utilização no transporte. - Embalagens de transporte : É o caso das embalagens de papelão ondulado, ou seja, a embalagem final. Esta tem a função básica de proteger não somente o produto como também a embalagem intermediária e a de consumo. EMBALAGENS DE PAPELÃO ONDULADO A embalagem de papelão ondulado é atualmente a mais utilizada nos transporte de produtos industrializados e pertence ao segmento que mais contribui para preservação do meio ambiente, pois, como é o nosso caso, grande parte da matéria-prima é oriunda da reciclagem deste material. As primeiras patentes para fabricação de papelão ondulado apareceram na Inglaterra em Nos Estados Unidos, a primeira patente foi concedida a A.L.Jones em 1871, para uma folha ondulada, sem capas, utilizadas no embalamento de vidros, de lampeões e outros objetos frágeis. O primeiro a utilizar uma caixa de papelão ondulado de parede simples foi um fabricante de produtos de cereais, o qual em 1903 conseguiu aprovação oficial de fretes para este tipo de caixa de transporte. No fim da 1 a Guerra Mundial, cerca de 20% das caixas fabricadas nos Estados Unidos eram de papelão ondulado e papelão sólido e 80% eram fabricadas de madeira. Já no fim da 2 a Guerra Mundial, a situação era exatamente o contrário, 80% das caixas eram de papelão ondulado e papelão sólido. A modificação aconteceu por vários fatores: menor custo, maior produção, melhor aproveitamento de estocagem, barateamento de fretes, etc. Embora a utilização da embalagem de transporte esteja presente em todos os ramos de atividade, sejam eles primários ou secundários, a normalização de métodos de trabalho ou critérios para desenvolvimento existe muitas vezes mais por convenções adotadas com o passar do tempo, do que por normas regulamentadas. Pois, cada fabricante possui seus próprios critérios para desenvolvimento, talvez com poucas divergências, porém distintos entre si e com peculiaridades próprias. Página 3

4 2 O PAPELÃO ONDULADO Capa Externa Miolo Capa Interna O papelão ondulado é a estrutura em forma de placa composta por um ou dois elementos ondulados (miolos) fixados a um ou mais elementos planos (capa), por meio de adesivo aplicado no topo das ondas em equipamento automático. O processo de fabricação das chapas de papelão ondulado chama-se ondulação. A composição do papelão ondulado é obtida através das várias combinações de papéis capa e miolo, definidas através de testes físicos os quais determinarão o desempenho que se espera da embalagem projetada. Estas receitas de qualidades de papelão ondulado estão descritas em nossa tabela de especificação (Anexo 01) que define ainda as gramaturas e respectivos testes de resistência física para cada composição existente. É comum relacionar a coloração do papelão com sua eficiência. É importante salientar que as tonalidades dos papéis capa são conseqüências dos diferentes tipos de matéria-prima e processo de fabricação, não implicando em conceito de qualidade, pois é possível obter papéis com variação de tonalidades com as mesmas características físicas e vice-versa. Página 4

5 MATÉRIA-PRIMA Como descrito anteriormente, as embalagens de transporte papelão ondulado são utilizadas em praticamente todos os seguimentos da indústria e vem ganhando espaço em substituição de outros tipos de embalagens que utilizam matéria-prima de extração como é o caso da madeira ou que contaminam o meio ambiente, podemos citar o isopor e o plástico. Mesmo a extração com reflorestamento, interfere no equilíbrio ambiental, pois se trata de um processo cíclico não permitindo o desenvolvimento de espécies nativas de forma contínua. Tem sido cada vez mais difundida a idéia de utilização de embalagens que possam ser recicladas e utilizadas como insumo na fabricação de novas embalagens e no desenvolvimento de alternativas para a substituição de matérias-primas tradicionais. A Paraibuna desenvolve um papel que possui como alternativa em sua composição a reciclagem de papel. Por mês, reutilizamos cerca de 7 mil toneladas de aparas, deixando de derrubar 150 mil árvores. A cada 1 tonelada de papel reciclado e biodegradável deixam de ser cortadas 15 a 20 árvores adultas, o que poupa 400 m³ de água e economiza mais de 500 kwh de energia. Todos estes números contribuem também para o desenvolvimento sócio-econômico, na geração de três mil empregos indiretos, além da oportunidade de reinserção social e profissional. Página 5

6 ONDA Onda é a configuração geométrica dada ao papel miolo, durante o processo de ondulação, para posterior colagem das capas. As ondas se diferem por sua altura e pelo consumo de papel necessário para sua fabricação. Normalmente em uma ondulação de comprimento qualquer, o consumo de papel para fabricação de onda C é 10% maior que este mesmo comprimento feito em onda B. Em seguida apresentamos o quadro de classificação de ondas que descreve as alturas das ondas conhecidas e sua identificação pela quantidade de cristas em 100 mm. Onda Altura da onda Parede simples Número de ondas Em mm espessura em mm por Metro A 4,0 a 4,8 5,0 105 a 125 B 2,1 a 3,0 3,0 150 a 185 C 3,2 a 3,9 4,0 120 a 145 E 1,0 a 1,8 1,5 290 a 320 CAPA A chapa de papelão é a folha plana, resultado do processo de ondulação, definida por três dimensões : largura de chapa, comprimento de chapa e espessura. A largura se verifica sempre na direção paralela da onda, que corresponde também à direção da largura da máquina onduladeira, e o comprimento, por conseqüência, se identifica pelo lado da chapa que se pode ver as ondas, ou seja, a direção desta medida representa o sentido de rotação de máquina onduladeira. A espessura será a medida externa das capas da chapa, a variação desta dimensão durante fornecimento pode ocorrer em decorrência de desgaste do cilindro corrugador responsável pela formação da onda, esta variação é considerada normal, a troca e manutenção deste equipamento, é realizada periodicamente. A folha de papelão produzida com uma onda entre as capas é designada como chapa parede simples, com duas ondas e uma capa intermediária entre as capas é chamada de chapa parede dupla e a com três ondas e duas capas entre as capas intermediárias é chamada de parede tripla. Onda Simples Onda Dupla Onda Tripla Comprimento Largura Espessura Página 6

7 O esquema a seguir demonstra de forma bem simplificada a formação da chapa na onduladeira onde são combinados os papéis da composição a ser produzida. A máquina possui cilindros corrugadores para formação de onda B, onda C,onda E e a chapa parede dupla onda BC é a junção destas duas ondas + a capa intermediária que é colada entre as duas ondas. Face simples Cilindro Prensa Face simples Belt Capa Miolo Miolo Cilindros Corrugadores Cilindros Corrugadores Esquema com Cilindro Prensa Esquema com Cinta As chapas com parede múltipla, podem ser fabricadas em onduladeira com mais cabeçotes de corrugadores ou com a colagem sucessiva entre face simples e uma parede simples. O processo de corrugação do miolo é a moldagem do papel por ação do calor, os cilindros corrugadores trabalham a uma temperatura de 160 a 180 graus secando o papel e induzindo a formação da onda. Na saída da onduladeira existe o processo de corte e vincagem da chapa, nesse estágio é onde se determina o comprimento e largura da chapa. Página 7

8 3 CAIXAS DE PAPELÃO ONDULADO O critério utilizado na classificação dos diferentes estilos de caixas de papelão ondulado foi dar a cada caixa um número, de acordo com norma ABPO-PO/C1 de Comercialmente para as caixas normais foram definidos nomes conforme a posição e dimensão de abas, que foram abaixo descritos. CAIXAS TIPO NORMAL GRUPO 02 São as caixas mais utilizadas no transporte de produto de qualquer segmento da indústria. É designada deste modo devido a ser a forma mais simplificada de transformação de uma chapa de papelão em uma embalagem tridimensional utilizando os recursos básicos de produção dentro do processo de fabricação de embalagens de papelão ondulado. Dentro as caixas normais as mais conhecidas são: (0200) MCN Meia caixa normal (0201) CN Caixa normal (as abas externas se encontram na parte superior e inferior da caixa) (0202) CNSP Caixa normal com sobreposição parcial ou total de abas (0205) CNAII Caixa normal com abas internas igualadas (0209) CNAR - Caixa normal com abas reduzidas Página 8

9 CAIXAS TIPO TELESCÓPICO GRUPO 03 São caixas que consistem de mais de uma peça e são caracterizadas por uma tampa e um fundo montado sobre o corpo da caixa. Estas caixas podem ser fabricadas com a utilização de ferramentas corte-vinco ou podem ser sloteadas e vincadas em processo normal de impressora. Caixa Telescópio Total - Tampa e fundo com duas espessuras nas testeiras (cod. 0201) Caixa Telescópio Parcial - Tampa com duas espessuras nas testeiras. Fundo com duas espessuras na lateral (cod. 0201) CAIXAS TIPO ENVOLTÓRIO GRUPO 04 Caixas normalmente de uma peça. As paredes laterais e tampa são formadas a partir de dobras feitas no fundo da caixa. O fechamento da caixa pode ser feito por intermédio de travas e/ou encaixes. Normalmente estas caixas são fabricadas com a utilização de ferramenta corte-vinco. Envoltório 5 painéis - Abas Totais (cod. 0409) Envoltório Corte e Vinco (cod. 0415) Envoltório Simples Normal (cod. 0401) Envoltório 5 painéis - Corte e Vinco (cod. 0416) Envoltório Simples Especial (cod. 0402) Envoltório Duplo Especial (cod. 0404) Página 9

10 CAIXAS TIPO GAVETA GRUPO 05 Consistem de várias cintas que se introduzem em diferentes direções, umas nas outras. Este grupo também inclui cintas externas para outras caixas. CAIXAS TIPO RÍGIDO GRUPO 06 São caixas de duas peças separadas para formação das testeiras e um corpo que requerem grampeamento, ou operação semelhante, para montagem da caixa. Normalmente são caixas grandes que ultrapassam os limites de fabricação de chapa. (cod 0512) Página 10

11 CAIXAS TIPO PRÉ-MONTADO GRUPO 07 São caixas basicamente de uma peça com fundo automático ou semi-automático. Estas caixas podem ter ou não junta de fabricação e são fabricadas com a utilização de ferramentas cortevinco. A colagem do fundo é feito manualmente ( Sob consulta ). (cod 0712) ACESSÓRIOS INTERNOS GRUPO 09 ACESSÓRIOS Normalmente as embalagens possuem acessórios que tem a função de auxiliar na resistência da caixa, separar as embalagens intermediárias ou melhorar a acomodação do produto. Qualquer que seja a sua função é importante conhecer bem a nomenclatura dos acessórios para facilitar o seu dimensionamento e determinação do sentido de onda, que é responsável da resistência do acessório. Estes acessórios são produzidos com a utilização de vincadores, máquinas sloteadeiras ou facas cortevinco quando se tratar de um calço com encaixes e cortes peculiares ao produto. Igualador de Abas Tabuleiro Separador altura-largura (cod 0900) (cod 0901) (cod 0902) Página 11

12 Separador comprimento - altura Cinta comprimento - largura Cinta comprimento - altura (cod 0903) (cod 0904) (cod 0905) Bandeja com cantos Cinta altura-comprimento Cinta largura-altura (cod 0909) (cod 0910) (cod 0911) Bandeja sem cantos Cinta com flanges Cinta tipo B (cod 0912) (cod 0913) (cod 0920) Cinta tipo S Duas peças U Divisão cruzeta (cod 0921) (cod 0929) (cod 0930) Página 12

13 4 DIMENSIONAMENTO O dimensionamento de caixas de papelão ondulado, seja para normais ou corte-vinco sempre terá como base a transformação do sistema tridimensional ( comprimento, largura e altura internos ) em um sistema de coordenadas ( comprimento e largura de chapa), ou seja planificando a caixa e a transformando em chapa com os respectivos ajustes e compensações. Todo o processo produtivo da embalagem de papelão ondulado já está dimensionado para ter como base estas duas dimensões, porém é importante salientar que sempre teremos como ponto de partida as medidas internas da embalagem. COMPENSAÇÕES Ao dobrar-se uma chapa de papelão ondulado, a medida interna resultante não é a mesma medida entre os vincos marcados na chapa plana, isso porque nos vincos, o amassamento que se verifica, leva o ponto de vincagem (P) para o interior da espessura da chapa. Em virtude disso, na chapa plana, é necessário que a dimensão de vinco a vinco na chapa seja maior que a medida interna desejada. Esse acréscimo na medida da chapa planificada, é denominado compensação. Por convenção o valor da compensação para cada dobra na chapa de papelão corresponde a ½ espessura dessa mesma chapa. Por conseqüência um painel de uma caixa qualquer que é formado por duas dobras consecutivas terá acrescido em sua medida planificada o valor de (01) uma espessura. Observe desenho abaixo. Essa análise é feita para todo dimensionamento de embalagem, seja ela corte-vinco ou normal. Uma vez planificada a caixa com a junção de todos os painéis que compõe a embalagem já com as respectivas compensações é determinada à área liquida da caixa ( comprimento de chapa largura de chapa ). O comprimento da chapa é obtido pela somatória das dimensões compensadas (de vinco a vinco) de cada painel que compõe esta dimensão de chapa. Para a largura da chapa é utilizado o mesmo processo. Quando se tratar de uma embalagem corte-vinco o dimensionamento origina um desenho técnico da embalagem que será utilizado para determinação do custo da ferramenta de corte que normalmente é incluído no primeiro pedido do cliente. Página 13

14 DIMENSÕES INTERNAS - CAIXAS NORMAIS O dimensional interno da caixa que origina todo o dimensionamento pode ser obtido através de uma amostra fornecida pelo cliente, que atualmente é o mais usual, ou pelo fornecimento do produto a ser embalado. Em alguns concorrentes é comum a obtenção do dimensional interno da caixa medindo as arestas das abas que determinam o entalhe (sloter) da caixa e as considerando como comprimento e largura internos. Porém em nossa análise as diferenças entre as espessuras das facas de sloteamento e as variações das compensações de fabricante para fabricante nos leva a crer que este não é o procedimento mais adequado para a obtenção destas dimensões. E até mesmo a altura interna da caixa segue critérios que estaremos discutindo mais adiante. A obtenção das dimensões em caixas normais tomando como base a amostra do concorrente é feita da seguinte maneira na Paraibuna. 1- Desmontagem da junta de fabricação da caixa para fazer o dimensionamento com a embalagem planificada. 2- Identificação do tipo de onda que a embalagem será dimensionada. Se houver dúvidas de qual é a onda da amostra do concorrente, utilize a tabela da página 04 e observe a quantidade de ondas existentes em 100 mm e qual a onda correspondente. 3- Comprimento interno Com a caixa planificada, considere os dois painéis centrais da embalagem, o maior corresponde a lateral da caixa (comprimento), obtenha a dimensão de vinco a vinco com a escala posicionada paralelamente aos vincos das abas da caixa, e subtraia o valor da compensação que corresponde a uma espessura da chapa conforme observado no item Largura interna Considere o mesmo procedimento, porém medindo o painel menor que corresponde a testeira (largura). 5- Altura interna Para esta dimensão é necessário observar que após a montagem da caixa as abas internas ocupam espaço na altura, por isso a compensações nesta dimensão é maior que na outras dimensões. Considere as seguintes compensações onda B =5 mm, onda C =7 mm, onda BC =12 mm. Pois bem, obtenha a distância entre os vincos das abas, posicionando a escala paralelamente aos vincos verticais da caixa, depois subtraia o valor da compensação correspondente de acordo com o tipo de onda da chapa. Observe abaixo o desenho da planificação da caixa normal com nomenclatura das partes que a compõe. ENTALHES Página 14

15 VINCO Aba Externa Superior Aba Interna Superior Aba Externa Superior Aba Interna Superior Compr. da aba VINCO ORELHA Recorte Recorte Altura da caixa LATERAL TESTEIRA LATERAL TESTEIRA VINCO Compr. da aba Aba Externa Inferior Aba Interna Inferior Aba Externa Inferior Aba Interna Inferior VINCO ENTALHES ABAS SUPERIORES Página 15

16 Comprimento Altura LATERAL TESTEIRA ABAS INFERIORES DIMENSÕES INTERNAS CAIXAS CORTE-VINCO A obtenção das medidas internas das caixas corte-vinco, são obtidas de maneira semelhante, porém considerando os painéis da caixa que melhor representam estas dimensões depois da montagem. A importância da definição das dimensões internas para as corte-vinco é a possibilidade de utilização das ferramentas de corte já existentes na fábrica em referências de novos clientes que tenham dimensional semelhante. 5 - DESENVOLVIMENTO DE NOVAS EMBALAGENS Página 16

17 No tópico anterior vimos como é realizado o dimensionamento da embalagem considerando as grandezas escalares para fabricação da caixa. Agora incluiremos em nossa análise grandezas vetoriais relacionadas à resistência física, umidade, temperatura e tempo. O objetivo do desenvolvimento é projetar a embalagem que assegure a integridade do produto durante o transporte e tempo de armazenagem nas diversas condições climáticas e inúmeros manuseios desta embalagem. Para isto, o projetista deverá conhecer todas as variáveis necessárias para elaboração de um bom projeto. - Característica do produto: tipo, dimensões, peso, quantidade, arranjo. - Condições de armazenagem e transporte da embalagem com produto. - Empilhamento : quantidades de caixas no deposito, no transporte e no destino. - Condição de estocagem das embalagens vazias. - Meio de transporte : rodoviário, aéreo ou marítimo. - Mercado a que se destina : doméstico ou exportação - Condições climáticas : antes, durante a até após o transporte. - Condições de movimentação : mecânica ou manual. - Montagem e fechamento das caixas : mecânica ou manual. RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO A resistência da caixa á compressão é atualmente um dos parâmetros mais utilizados para determinação do material que deve ser constituída a embalagem. A determinação desta resistência, depende basicamente do peso a ser embalado e da quantidade de caixas que serão empilhadas na estocagem com produto até o ponto de venda. Podemos utilizar o auxílio de equipamento para teste de compressão em amostras com a composição a ser indicada e fazer a verificação da resistência desta embalagem. Ou ainda, dimensionar a resistência da caixa através de calculo teórico conhecido como Fórmula de Mackee. RC = K. C. Raiz(e. P) RC C = K. Raiz( e. P) Onde: RC = Resistência à compressão...(kgf) K = Constante 5,6 para onda B ou C / 4,9 para onda BC C = Resistência de coluna...(kgf/cm) E = Espessura do papelão...(cm) P = Perímetro da caixa ( 2 x C + 2 x L )...(cm) Quando se deseja encontrar o valor da resistência à coluna ao invés a resistência à compressão, devese levar em conta a quantidade de embalagens a serem empilhadas no armazenamento do produto e o peso que a embalagem comporta. Estes dois valores multiplicados resultam no peso que a pilha de caixas terá, e será considerado valor da RC para cálculo da coluna, que posteriormente será utilizado para definir o papelão mais adequado para a embalagem a ser desenvolvida por intermédio de nossa tabela de composições de papelão ondulado. É bom lembrarmos que o valor da RC estimado em função do peso do conteúdo e quantidade de empilhamento não são os únicos fatores que interferem na performance da embalagem como já vimos anteriormente. Por isso mesmo é que a RC, no cálculo para determinação da coluna (C), deve ser Página 17

18 Multiplicada por um coeficiente de segurança que varia de 4 a 10 dependendo das condições de manuseio, transporte e condições climáticas de estocagem. O coeficiente de segurança é estimado com base em experiência prática acumulada, mas sempre com certa arbitrariedade, uma vez que não reflete toda a variedade de fatores. - caixas transportadas sem transbordo, em empilhamentos bem feitos, de curta duração, em ambiente seco: s = 4 - caixas submetidas a transporte terrestre e aéreo, com transbordos, movimentação cuidadosa: s = 6 - caixas submetidas a transporte marítimo com movimentação cuidadosa, em containeres, ou terrestre e aéreo, com movimentação severa: s = 8 - caixas submetidas a transporte marítimo em condições severas:s = 10 CÁLCULO DE TARA O cálculo de tara de uma embalagem ou o peso líquido da caixa de papelão ondulado é importante, pois alguns clientes da Paraibuna comercializam seu produto com a indicação deste valor impresso na própria embalagem de transporte. Normalmente são clientes do seguimento de frigoríficos que tem a necessidade de uniformidade de peso da embalagem. Durante o desenvolvimento de uma embalagem é possível calcular este valor de duas formas. Com a amostra de concorrente fornecida pelo cliente para o desenvolvimento ou sem a referida amostra. Abaixo descrevemos as duas maneiras: COM A AMOSTRA Basta pesar a embalagem e obter o valor da tara líquida da caixa, porém é bom salientar que muitas vezes a gramatura da composição correspondente para fabricação da caixa não originará um valor exato e sim próximo a tara especificada pelo cliente. Para correção desta variação podem ser feitos ajustes no projeto dos cortes, entalhes e furos para aproximação deste valor. Caso seja necessário, a obtenção da área líquida da caixa pode ser feita dividindo o valor da tara encontrado pela gramatura da composição que será feita à caixa. Veja cálculo a seguir: T(LIQ) A (LÍQ) = G Onde : G = Gramatura da composição a ser definida...(g/m²) T(LIQ)= Peso da caixa obtido em balança... (g) A(LIQ)= Área líquida da caixa... (m²) SEM A AMOSTRA - Caso não tenhamos a amostra física deveremos fazer cálculo teórico que leva em conta o valor da área bruta da caixa planificada e o desconto da área das aparas resultantes do corte de entalhes e furos da embalagem. Para isso é importante se conhecer as dimensões internas da caixa e o tipo de caixa a ser desenvolvido, seja com auxílio de desenho ou código da caixa na norma da ABNT. CAIXAS NORMAIS CAIXAS CORTE VINCO Página 18

19 ( C x L ) x G T(LÍQ) = , 025 T(LÍQ) =[ ( C x L )-Aentalhes ] x G Onde : T(LIQ)= Tara líquida da caixa...(g) C = Comprimento da chapa sem refile...(m) L = Largura da chapa sem refile...(m) G = Gramatura da chapa...(g/m²) Aentalhes = Somatória das áreas dos entalhes e furos...(m²) 1,025 = Fator que corresponde a 2,5% de entalhes e sobras O fator de 2,5% utilizado no desconto de entalhes para caixas normais é referente a uma média encontrada em nossa produção, o valor correspondente à tara da caixa normal utilizando este cálculo varia entre +/- 4%. 6 CONTROLE DE QUALIDADE A diferença básica existente entre os papéis está no processo de fabricação. Os papeis de vida curta, tais como papel jornal, lenço, guardanapo e os sanitários, são fabricados pelo processo mecânico, ou seja, os vegetais utilizados na fabricação do papel são cozidos lentamente e em seguida, mecanicamente, são moídos até se transformarem em uma pasta para a transformação do papel. Alguns produtos necessitam de papéis mais resistentes porém com custo baixo para seu embalamento. É o caso, por exemplo, de sacos para cimento, sacolas para uso diverso, pacotes para mantimentos, e o próprio papelão ondulado. Esses papéis são fabricados a partir de um rápido cozimento das fibras vegetais, e adicionase ao seu processo produtos químicos. Daí o nome, químico ou semiquímico. Na fabricação do papelão ondulado, esses papéis precisam ter certas características que garantam um produto final de acordo com as especificações do cliente. Por isso passam pro vários ensaios de laboratório, para verificação de não-conformidades. CONTROLE DE PAPÉIS Abaixo são descritos os testes que normalmente são feitos em recebimento do papel. Os procedimentos dos testes realizados não serão descritos aqui, pois este manual tem o objetivo de fornecer conhecimentos genéricos, caso haja interesse as normas da ABPO para estes ensaios estão disponíveis no Setor de Controle de Qualidade. Compressão de caixas - Teste efetuado para medir a resistência á compressão da embalagem de papelão ondulado. O resultado é expresso em Kgf, N, kn. Página 19

20 Força Caixa Norma: NBR 6739 Gramatura Peso de um metro quadrado (m²) de papel expresso em gramas(g), é utilizado para este ensaio um corpo de prova que corresponde a um décimo desta área para facilitar a pesagem da amostra. A unidade desta grandeza é expressa em (g/m²). Norma: NBR Umidade Quantidade de água contida em um metro quadrado do papel expressa em porcentagem. Esse ensaio é realizado com a utilização da balança analítica e da estufa para secagem do papel, a diferença entre as pesagens, antes e depois da estufa, determina a umidade do papel. Página 20

21 Compressão da Coluna Determina a resistência da coluna do papelão ondulado.ele é feito aplicando-se uma força perpendicular a uma peça de papelão de 63x100 mm. O resultado é expresso em kgf/cm ou KN/m Norma: NBR 6737 Arrebentamento Resistência do papel ao estouro. O corpo de prova é fixado em uma pequena prensa em forma de anel, por intermédio de um dispositivo de pressão hidráulica uma membrana de borracha atua na superfície do papel até haver a ruptura do mesmo. O equipamento executa a leitura da pressão no momento da ruptura, o resultado é expresso em (lbs/pol²) ou (kgf/cm²). É conhecido também como Mullen Tester. 1 2 Norma: NBR 6735 Membrana Câmara Hidráulica Concora (CMT) Resistência à compressão de um corpo de prova do papel corrugado em dispositivo apropriado para ondulação do papel, é utilizado em papéis miolos para testar a resistência da onda antes de sua utilização em linha de fabricação normal. O resultado é expresso em (kgf). Página 21

22 Prova Fita Ondulada Força Adesiva Norma: NBR 9159/98 Esmagamento de anel(rct) Resistência que uma tira de papel de dimensões especificadas colocadas em um dispositivo em forma de anel oferece ao esmagamento. Este teste é conhecido pelo nome de RCT(Ring Crush Tester) e normalmente é realizado em papéis capa. O resultado é expresso em Newton. Anel da Capa Força Suporte Norma: NBR a Absorção Ou como é conhecido teste de cobb, determina a capacidade do papel para absorver água em determinado período de tempo. O corpo de prova é fixado a um dispositivo e imerso em certa quantidade de água, depois de certo tempo (105 segundos) é retirado o excesso de líquido e o corpo de prova é pesado e Página 22

23 comparado com o peso que possuía antes do ensaio. A diferença destes valores dá o resultado ao teste, que é expresso em (g/m²). Resistência à tração Determina a capacidade do papel em resistir ao esforço de tração. O resultado é expresso em quilograma força (kgf) Elasticidade É a máxima capacidade que o papel tem de se alongar quando submetido à tração, até se romper. É expressa em porcentagem de alongamento. Porosidade Determina a resistência do papel á passagem do ar, é expressa em (seg/ 100 cm³) de ar. Espessura Medida em mm, com a utilização do micrômetro CONTROLE DA CHAPA Gramatura É o peso de um metro quadrado de papelão ondulado, neste caso estão incluídos os pesos das capas, papel miolo e da cola utilizada. Em média a gramatura da cola é estimada em 15 g/m²para onda simples e o dobro para onda dupla. O valor da gramatura é expresso em (g/m²) Arrebentamento Ou teste de Mullen como também é conhecido segue o mesmo procedimento desse teste na análise do papel. Expresso em (lbs/pol²) ou (kgf/cm²). Esmagamento Resistência ao esmagamento das ondas de um corpo de prova de papelão ondulado com área de 100cm², em uma prensa hidráulica utilizada para este tipo de teste, o resultado é expresso em (kgf/cm²). Adesividade Resistência ao deslocamento entre as faces e o ondulado. Resultado expresso em (kgf). Resistência à compressão de coluna Resistência à compressão de um corpo de prova de papelão ondulado, com a largura em posição perpendicular às placas compressoras da prensa. O resultado é expresso em (kgf/cm). Espessura Medida em mm, utilizando-se o micrômetro. 7 PRODUÇÃO DE UMA EMBALAGEM Página 23

24 O fluxo de produção de uma embalagem de papelão ondulado na maioria dos fabricantes segue a mesma seqüência de máquina. Os procedimentos dos setores de apoio que colaboram na fabricação também são bem semelhantes em outras fábricas do segmento. ONDULADEIRA A onduladeira é responsável pela construção da chapa que formará posteriormente a caixa. Esta máquina é provida de porta--bobinas, onde são colocadas as bobinas que alimentam de papel a máquina atrás de cada cabeçote corrugador. Para cada tipo de onda, existe um cabeçote diferente que possui cilindros corrugadores que formam as ondas e coleiros que unem as capas internas aos papéis miolos já ondulados. A última etapa deste processo contínuo é a passagem dos papéis na forradeira, onde é colada a capa externa. Praticamente a chapa já está pronta em sua estrutura, é daí que, após a passagem à mesa de secagem, a chapa toma sua forma final passando pelos vincadores e facas que determinam a largura da chapa e por último no facão, equipamento que corta a chapa no seu comprimento. Em caixas normais os vincos horizontais da embalagem são feitos nesta máquina. Veja figura da onduladeira para visualizar a seqüência de operação da máquina. CLICHÊS Página 24

25 O clichê é um elemento flexível utilizado na impressão da caixa, daí o nome impressão flexográfica. O clichê é formado por uma placa de fotopolímero, ou seja, uma base plástica onde são gravados por um processo químico todos os desenhos e dizeres que serão impressos na caixa. Esta placa é fixada a um filme de poliéster através de cola na posição em que a impressão ficará na caixa; esta operação se denomina pré-montagem. Em uma das bordas do filme é colado um perfil de plástico que tem a função de fixar uma das extremidades do clichê ao cilindro porta-clichê na unidade de impressão da máquina. Para cada registro de cor que existir na impressão, é necessário um jogo de clichê distinto. FORMAS CORTE-VINCO As formas ou estampos corte vinco, são ferramentas utilizadas na produção das embalagens com cortes e detalhes que não podem ser fabricados no processo normal. Quando são necessários furos ou picotes em caixas normais, dependendo de seu posicionamento e da quantidade, podem ser confeccionados dispositivos de corte que fazem estes detalhes não havendo a necessidade de confecção da faca inteira. Este recurso é utilizado, com o objetivo de diminuir o custo final da embalagem, uma vez que, o preço da caixa no primeiro pedido inclui o custo do estampo de corte. Os cortes, vincos e picotes das caixas neste processo são feitos por intermédio de lâminas de aço fixadas a uma chapa de madeira moldada em forma de calha, esta base tem o raio de curvatura do cilindro portas-formas onde a ferramenta será fixada. A chapa de papelão passa pela unidade de corte da máquina impressora entre o cilindro porta-forma e um cilindro revestido com poliuretano para auxiliar no corte da caixa. PALETIZAÇÃO Página 25

26 O processo de paletização das embalagens depois da fabricação é toda automatizada. Esta etapa consiste na arrumação das embalagens já acabadas em paletes no final da fabricação da embalagem. Após a arrumação dos lastros as caixas são colocadas cintas no palete e depois o palete com as caixas é ou não envolvido com um filme de polietileno para proteger o material palatizado.o material para entrega no cliente pode ser enviado sem a utilização de paletes, neste caso os pacotes de caixas são acomodados em mesas e carregados manualmente no caminhão, denomina-se carga granel. Para atendermos uma demanda de várias medidas existentes de caixas, temos vários tamanhos de pallet s que é definido pelo Desenvolvimento na hora da elaboração de todo o projeto. 8 Acondicionamento, Manuseio e Estocagem Página 26

27 Empilhamento colunar Este empilhamento é o correto quando as camadas estão alinhadas verticalmente.para se ter uma idéia, se as camadas estiverem desalinhadas em 13mm, haverá uma perda de 29% na resistência a compressão. Tipos de Arranjos Exemplos de empilhamento Colunar com três camadas. Colunar Embora bastante utilizado, o empilhamento traçado reduz em até 45% a resistência daembalagem à compressão Trançado Tipos de Arranjos : Página 27

28 Colméia Bloco Vazado Fileira Interrompida Duplo Vazado Parede Bloco Vazado em Pequenas Caixas Página 28

29 Apesar do empilhamento ser do tipo colunar com três camadas alinhadas verticalmente, existe uma sobressaída de 25mm no palete, o que gera uma perda de até 30% na resistência à compressão. Observação: É aconselhável evitar-se a colocação da aresta das embalagens no vão livre do palete Esta figura mostra um exemplo de empilhamento trançado, posicionado corretamente no palete. Se esse empilhamento fosse posicionado com uma sobressaída de 25mm no palete, a perda de resistência à compressão seria de até 30% Estocagem Importante Um tempo de estocagem muito longo pode ocasionar perda de resistência da embalagem Isto também poderá acontecer no caso da estocagem ser feita num ambiente de alta concentração de umidade (80% de umidade relativa) Página 29

30 9 Fator de Segurança Visa assegurar o desempenho frente a situações às quais a embalagem estará submetida em seu uso normal. Fatores de perda da resistência de uma caixa de papelão ondulado umidade relativa tempo de estocagem manuseio (normal ou severo) característica do produto (sustentável ou não sustentável) tipo de empilhamento (arranjo) transporte Fatores e Condições de uma Caixa de Papelão Ondulado (embalagem acondicionada em 50% UR) Fator Condição Índice de resistência a compressão Umidade Relativa 50% (0% de perda) 60% (10% de perda) 70% (20% de perda) 80% (32% de perda) 90% (52% de perda) 100% (85% de perda) 1,00 0,90 0,80 0,68 0,48 0,15 Tempo de Estocagem Tipo de Manuseio 10 dias 1 mês 3 meses 1 ano Normal Severo 0,63 0,60 0,55 0,50 0,80 0,60 Características do Produto Sustentável Não-sustentável 1,30 1,00 Tipo de Empilhamento (arranjo) Colunar Cruzado 1,00 0,50 Página 30

31 Como calcular o fator de segurança e a resistência da caixa Tomando-se como exemplo uma caixa com peso de 10 kgf empilhada em 7 camadas e com as dimensões: comprimento (c) largura (l) altura (h) = 200 mm = 150mm = 300 mm O peso na última camada será de 60 kgf; correspondente ao peso de 6 caixas sob a primeira. Situação 1 Dados do Processo: Fator Condição Índice de resistência a compressão Umidade Relativa 80% 0,48 Tempo de Estocagem 4 semanas 0,60 Tipo de Manuseio Normal 0,80 Características do Produto Não - Sustentável 1,00 Tipo de Empilhamento (arranjo) Cruzado 0,50 Cálculo do Fator de Segurança (multiplica-se os índices de resistência à compressão) Página 31

32 0,48. 0,60. 0,80. 1,00. 0,50 = 0,115 Fator de Segurança: 0,115 Cálculo da Resistência da Caixa (divide-se o peso sobre a última camada pelo fator de segurança) Peso da última camada (kgf) Fator de Segurança 60 0, ,74 kgf Isto significa que para as condições apresentadas acima, a caixa deverá suportar uma compressão de 521,74 kgf Situação 2 Dados do Processo: Fator Condição Índice de resistência a compressão Umidade Relativa 60% 0,90 Tempo de Estocagem 4 semanas 0,60 Tipo de Manuseio Normal 0,80 Características do Produto Não - Sustentável 1,00 Tipo de Empilhamento (arranjo) Colunar 1,00 Página 32

33 Cálculo do Fator de Segurança (multiplica-se os índices de resistência à compressão) 0,90. 0,60. 0,80. 1,00. 1,00 = 0,432 Fator de Segurança: 0,432 Cálculo da Resistência da Caixa (divide-se o peso sobre a última camada pelo fator de segurança) Peso da última camada (kgf) Fator de Segurança 60 0, ,88 kgf Isto significa que para as condições apresentadas acima, a caixa deverá suportar uma compressão de 138,88 kgf Fórmula de McKee Utilizada para calcular a carga de colapso ou a coluna da caixa E = k.c. e.p E = carga de colapso (Kgf) k = constante (5,6) c = coluna (Kgf/cm) e = espessura média (cm) p = perímetro (cm) Página 33

34 Seguindo a Situação I, onde a resistência da caixa de 521,74 kgf, a coluna necessária para a caixa será: k = 5,6 E = 521,74 e = 3,6 mm = 0,36 cm p = 2 x (larg.) + 2 x (comp.) = 2 x 15 cm + 2 x 20 cm = 70 cm 521,74 c =? kgf/cm c = = 18,56 kgf/cm 5,6. 25,2 cm² Do mesmo modo a Situação c = = 4,49 kgf/cm 5,6. 0,36 x 70 Observa-se nos exemplos citados, a influência dos fatores na especificação da resistência do papelão ondulado Em função deste tipo de necessidade e outros similares, a Paraibuna desenvolve continuamente novos papéis com tratamentos especiais, recicláveis, que além de oferecerem qualidade superior, também contribuem para preservação do meio ambiente. Página 34

35 Limites de máquinas ONDULADEIRA Niwa Juiz de Fora/MG Letra Legenda Mínimo (mm) Máximo (mm) A Largura 200 mm mm B Comprimento 650 mm mm C Distânica entre Vincos 53 mm XXXXX Formatos de papéis disponíveis : / / / (Kraft => 1.150mm) Onduladeira Fosber Sapucaia/RJ Letra Legenda Mínimo (mm) Máximo (mm) A Largura 300 mm mm B Comprimento 600 mm mm C Distânica entre Vincos 40 mm XXXXX Formatos de papéis disponíveis : / (Kraft => / 2.460mm) Página 35

36 Limite de máquinas Impressora: Emba Juiz de Fora/MG Letra Legenda Min. (mm) Máx. (mm) L Comprimento da chapa H Comprimento total dos painéis l Largura da Chapa A=C Medida de Painel B=D Medida de Painel B+C Distância entre vinco p/ dobra E Profundidade do entalhe F Altura da caixa P Largura da orelha Quantidade de cores 02 cores Página 36

37 Limite de máquinas Impressora: Martin Juiz de Fora/MG Letra Legenda Min. (mm) Máx. (mm) L Comprimento da chapa H Comprimento total dos painéis l Largura da Chapa A=C Medida de Painel B=D Medida de Painel B+C Distância entre vinco p/ dobra E Profundidade do entalhe F Altura da caixa P Largura da orelha Quantidade de cores 02 Cores Página 37

38 Limite de máquinas Impressora: Ward Juiz de Fora/MG Letra Legenda Mínimo (mm) Máximo (mm) A Largura da chapa (puxada) B Comprimento da chapa Quantidade de cores 02 cores Página 38

39 Limite de máquinas Impressora: Simon Sapucaia/RJ Letra Legenda Min. (mm) Máx. (mm) L Comprimento da chapa Comprimento total dos H painéis l Largura da Chapa A=C Medida de Painel 95 * B=D Medida de Painel 120 * B+C Distância entre vinco p/ dobra 215 * E Profundidade do entalhe 90 * F Altura da caixa 95 * P Largura da orelha Quantidade de cores 02 cores Página 39

40 Limite de máquinas Impressora: Martin Sapucaia/RJ Letra Legenda Min. (mm) Máx. (mm) L Comprimento da chapa Comprimento total dos H painéis l Largura da Chapa A=C Medida de Painel B=D Medida de Painel B+C Distância entre vinco p/ dobra E Profundidade do entalhe F Altura da caixa P Largura da orelha Quantidade de cores 04 cores Página 40

41 Limite de máquinas Impressora: Ward I Sapucaia/RJ Letra Legenda Mínimo (mm) Máximo (mm) A Largura da chapa (puxada) B Comprimento da chapa Quantidade de cores 02 cores Página 41

42 Limite de máquinas Impressora: Ward II Sapucaia/RJ Letra Legenda Mínimo (mm) Máximo (mm) A Largura da chapa (puxada) B Comprimento da chapa Quantidade de cores 03 cores Página 42